Redan innan Mars Science Lander (MSL) rör sig ner från sitt svävande moderskepp som en spindel från ett äggfall, kommer den första av en massa kameror börjat spela in, fånga och lagra högupplöst video av landningsområdet.
MSL-landningen kommer att representera en första, säger Frank Palluconi, MSL-projektforskare. Efter att ha gått in i Mars-atmosfären som Viking och MER men med en potentiell landningszon ungefär en fjärdedel av den storlek han säger kommer MSL att visa sina saker. ”Den fullbordar nedstigningen ner till tio meters höjd, eller så, där nedstigningsfordonet svävar, och det sänker rovern på en koppling ner till ytan. Vid den tiden har roveren tagit upp sina hjul, så den landar på sitt rörlighetssystem. Och sedan klipps kedjan och nedstegsfasen flyger bort och används inte längre. Det kraschar. ”
Förutom de uppenbara fördelarna med en så mjuk landning, är svävning och tippfällan möjlig att modellera matematiskt, till skillnad från den airbag som landar de MER-fordon som används. Förankrad härkomst är också skalbar, säger Palluconi, medan de mycket mindre MER: erna pressade kuvertet för krockkuddesystemets kapacitet.
Ögon på Mars
Fotografering påbörjas så snart värmeskölden sjunker från MSL-nedstegningssteget. Mars Descent Imager tar video i megapixelupplösning, jämförbar med moderna konsument digitala videokameror. Rikta rakt nedåt ger denna kamera en spindels öga över landningsområdet en mycket vid vinkel till att börja med och fortsätta fotografera tills roverna rör vid Mars.
Landningsfilmer kommer att överföras till jorden av rover när det blir fullt funktionellt. Denna visuella information som visar landningsområdet och dess omgivningar i detalj, tillsammans med det faktum att rover kommer att landa på sina hjul ingen svår navigering av ett landningsfordon som krävs kommer att göra det möjligt för projektforskare att börja arbeta rover mycket tidigare.
När rovermasten stiger och alla system är igång, börjar det verkliga arbetet. Precis som med MER kommer ett mastmonterat, tvåögd kamerasystem framträdande. MastCam, som nedstigningsbilden och en armmonterad närbildskamera, designas och byggs av Malin Space Science Systems i San Diego, Kalifornien. Alla tre förlitar sig på liknande fullfärgiga högupplösta delsystem. MastCam tar den grundläggande installationen som finns på MERs tvillingkameror som gör det möjligt för forskare att montera 3D-bilder och förfina den avsevärt. MastCam har dubbla 10x optiska zoomlinser, samma kraft som det finns i avancerade digitala kameror på jorden. Detta gör det möjligt för kameran att inte bara ta vidvinkelpanorama utan också zooma in och fokusera på knytstorlekar en kilometer (0,6 miles) bort.
MastCam tar också högupplösta video, en första för Mars. Både stillbilder och video kommer att fångas i full färg, precis som med jordbundna digitala kameror. Dessutom kommer MastCam att använda en mängd specialiserade filter. Flera medlemmar i Malin Space Science Systems vetenskapliga team bidrog till de olika kamerakonstruktionerna, inklusive regissören James Cameron (Titanic, The Abyss, Aliens), en myntundersökare på MastCam-vetenskapsteamet.
Fotografera, förånga, analysera
MSL-masten kommer också att innehålla ett unikt hybridoptiskt instrument som aldrig förr har flygt till Mars. Kallade ChemCam tar detta teleskopverktyg närbilder på avstånd med ett synfält på cirka 30 cm (1 fot) på tio meters avstånd. Men det är bara det första steget för ChemCam. I steg två påminnigt påminner om värmestrålarna som beskrivs i War of the Worlds kommer en kraftfull laser att fokusera genom samma teleskop vid målet. Lasern kan värma en plats omkring en millimeter (0,04 tum) i diameter till nästan tiotusen grader Celsius (18 tusen grader Fahrenheit). Värmen blåser bort damm, bryter av molekyler, bryter upp molekylerna och bryter till och med isär atomer i det steniga målet.
Som ett resultat avger målet en gnista av ljus. ChemCam kan analysera gnistens spektrum och identifiera vilka element kol eller kisel, till exempel målet innehållande. Kallas laserinducerad nedbrytningspektroskopi, eller LIBS, den här tekniken används allmänt på jorden men kommer att vara en första för Mars, säger Roger C. Wiens, en planetforskare vid Los Alamos National Laboratory och den huvudsakliga utredaren för ChemCam-projektet. ”LIBS används i ett antal fasetter på jorden. Till exempel använder ett företag som tillverkar aluminium det för att kontrollera sammansättningen av deras aluminiumlegering i smält tillstånd. ”
Att gå ut i rymden är en annan historia. Sju år under tillverkningen kommer ChemCam att göra MSL mycket snabbare än MER när de väljer mål, säger Wiens. ”Opportunity-roveren landade i en liten krater och här framför oss satt en klippa, som är den första som vi sett på Mars på nära håll och personlig. Och det var mindre än tio meter bort. [Med ChemCam] hade vi omedelbart kunnat analysera det berget innan vi faktiskt ens körde roveren från dynan och berättade för dem att här sitter ett sedimentärt bergsutsprång precis framför dig. Istället tog det ett antal dagar, och de körde upp till berget och faktiskt provade det med kontaktinstrumenten innan de verkligen bestämde att det var ett sedimentärt bergskrot. " Med sin långa optiska räckvidd kan ChemCam analysera föremål utom räckhåll för roverens mekaniska arm, även över huvudet.
Dessutom kommer ChemCam kunna göra en viss kemisk analys av små delar av bergprover innan de krossas och transporteras till MSL: s interna analysinstrument
"Jag tror att det här instrumentet kommer att få mycket användning", säger Wiens, "eftersom vi kan ta mycket data snabbt. Så en av de fantastiska sakerna är att vi kan få en mycket större databas med stenprover än några av in-situ-teknikerna. Jag tror att det kommer att bli ett spännande instrument att bygga och flyga. "
Palluconi ser MSL som ett mellansteg mellan MER och den direkta sökningen efter liv på Mars. ”Jag skulle betrakta MSL som ett slags övergångsuppdrag mellan de mer konventionella aspekterna av planetutforskning, som involverar geologi och geofysik och, i fallet med Mars på grund av dess atmosfär, klimat och väder till de i framtiden som kommer att göra direkt sökningar efter livet. Så det övergripande syftet med MSL är att göra en uppskattningsbarhetsbedömning av det område som fordonet landar i på Mars. ”
Nära framtiden
Eftersom NASA först beslutade i december 2004, vilket av många vetenskapliga instrument som föreslås för MSL faktiskt kommer att flyga, rusar alla forskare vars projekt väljs för att sätta sista handen på sina instrument. "Uppdraget är i fas A, vilket är en definitionsfas, så det är verkligen den tidigaste formella fasen av uppdraget," säger Palluconi. ”Just nu är principarbetet på vetenskapssidan att ta reda på var instrumenten ska placeras på rover, hur de ska tillgodose deras termiska behov, hur man säkerställer att de har de synfält de behöver och att deras andra krav uppfylls. Naturligtvis designas själva fordonet samtidigt och designen förfinas. Så det finns en hel del arbete att göra och vi är förmodligen ungefär ett år från den preliminära designöversynen, som på lanseringsplanen 2009 skulle inträffa nästa februari. "
Vissa aspekter av Mars Science Laboratory finns kvar i luften. Många av de vetenskapliga instrumenten från MSL kräver mycket kraft. Den föreslagna källan till den makten, en strömförsörjning från radioisotop, kräver presidentens godkännande, vilket ligger i framtiden. Och i mars 2005 började NASA överväga möjligheten att flyga två MSL-rover 2011 istället för en 2009.
Originalkälla: NASA Astrobiology Magazine
